KR101046799B1 - 결함 검사방법 및 결함 검사장치 - Google Patents

결함 검사방법 및 결함 검사장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101046799B1
KR101046799B1 KR1020097002675A KR20097002675A KR101046799B1 KR 101046799 B1 KR101046799 B1 KR 101046799B1 KR 1020097002675 A KR1020097002675 A KR 1020097002675A KR 20097002675 A KR20097002675 A KR 20097002675A KR 101046799 B1 KR101046799 B1 KR 101046799B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inspection
defect
predetermined pattern
substrate
pattern
Prior art date
Application number
KR1020097002675A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090033892A (ko
Inventor
미사코 사이토
데루유키 하야시
가오루 후지와라
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20090033892A publication Critical patent/KR20090033892A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101046799B1 publication Critical patent/KR101046799B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2831—Testing of materials or semi-finished products, e.g. semiconductor wafers or substrates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/305—Contactless testing using electron beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/646—Specific applications or type of materials flaws, defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/305—Contactless testing using electron beams
    • G01R31/307—Contactless testing using electron beams of integrated circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • G01R31/311—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation of integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

기판 상에 형성된 형상의 결함을 검사하는 결함 검사방법에 있어서, 기판 상의 분할된 복수개 영역에 각각 형성되는 소정의 패턴에 대하여, 광학식 방법으로 순차적으로 1차 검사를 실행하여 해당 복수개 영역으로부터 2차 검사를 실행하는 해당 영역을 선택한다. 선택된 영역에 대하여, 전자선을 이용한 2차 검사를 실행하여 결함을 검출한다.

Description

결함 검사방법 및 결함 검사장치{DEFECT INSPECTING METHOD AND DEFECT INSPECTING APPARATUS}
본 발명은 결함 검사방법 및 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 광학식의 검사와 전자선에 의한 검사를 이용한 결함 검사방법 및 장치에 관한 것이다.
여러가지 형상의 패턴이 형성된 반도체 장치(반도체 칩)를 검사하는 방법으로서, 패턴형상의 결함을 조사하기 위해서 여러가지 검사방법이 이용되어 왔다. 예컨대, 종래에는 광학 현미경 등의 광학적인 검사장치(검사방법)를 이용하여 패턴형상의 결함을 조사하는 방법이 이용되고 있었다. 그런데, 패턴형상이 미세화됨에 따라 광학적인 방법만으로는 결함의 검출이 곤란하게 되었다. 그래서, 패턴형상의 결함 검사에 전자선을 이용함으로써 보다 미세한 패턴형상의 결함을 검출하는 방법이 제안되고 있다(예컨대, 특허문헌1 참조).
특허문헌1: 일본 특허 공개 제2005-61837호 공보
전자선을 이용한 결함 검출에는, 검사에 긴 시간을 필요로 한다는 문제가 있었다. 이 때문에, 검사의 효율을 고려하면, 실질적으로 검사가 가능한 면적은 한 정되어 버린다.
상기 특허문헌1(일본 특허 공개2005-61837호 공보)에는, 광학식 검사와 전자선을 이용한 검사를 조합시킨 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법은, 기판 상에 형성된 모든 패턴에 대하여 광학식 검사를 실행하여 결함을 검출하고, 해당 결함을 전자선을 이용한 방식에 의해 재확인하고 있는 것에 불과하다. 따라서, 결함의 검출의 효율이 나쁘고, 검사에 긴 시간을 필요로 한다는 문제는 해결되지 않고 있다.
그래서, 본 발명의 총괄적인 목적은, 상기 문제를 해결한 신규이고 유용한 결함 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 보다 구체적인 목적은, 기판 상에 형성된 패턴형상의 결함을 양호한 효율로 검출하는 결함 검사방법, 및 결함 검사장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 하나의 면에 의하면, 기판 상에 형성된 형상의 결함을 검사하는 결함 검사방법에 있어서, 기판 상의 분할된 복수개 영역에 각각 형성되는 소정의 패턴에 대하여, 광학식 방법으로 순차적으로 1차 검사를 실행하여 해당 복수개 영역에서 2차 검사를 실행하는 해당 영역을 선택하는 제 1 공정과, 제 1 공정에서 선택된 영역에 대하여, 전자선을 이용한 2차 검사를 실행하여 결함을 검출하는 제 2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 결함 검사방법이 제공된다.
본 발명에 따른 결함 검사방법에 있어서, 영역은, 기판에 반도체 칩을 형성할 때의 하나의 다이(die)에 대응하는 영역인 것이 바람직하다. 혹은, 하나의 영역은, 기판에 반도체 칩을 형성할 때의 하나의 반도체 칩에 대응하는 영역인 것으로 해도 좋다.
본 발명에 따른 결함 검사방법에 있어서, 소정의 패턴은, 복수개 영역에 각각 형성된 테스트 패턴인 것이 바람직하다. 혹은, 소정의 패턴은, 복수개 영역에 각각 형성된 메모리 셀인 것으로 해도 좋다.
본 발명에 따른 결함 검사방법에 있어서, 제 1 공정에서는, 소정의 패턴에 광선을 조사하고, 소정의 패턴에 의한 광선의 반사광의 스펙트럼을 분석하는 것으로, 소정의 패턴이 분석을 실행하는 것으로 해도 좋다.
또한, 본 발명의 다른 면에 의하면, 기판 상에 형성된 형상의 결함을 검사하는 결함 검사장치에 있어서, 기판 상의 분할된 복수개 영역에 각각 형성되는 소정의 패턴에 대하여, 광학식 방법으로 순차적으로 1차 검사를 실행하여 해당 복수개 영역중에서 2차 검사를 실행하는 해당 영역을 선택하는 광학식 검사장치와, 광학식 검사장치에 의해 선택된 영역에 대하여, 전자선을 이용한 2차 검사를 실행하여 결함을 검출하는 전자선식 검사장치를 갖는 것을 특징으로 하는 결함 검사장치가 제공된다.
본 발명에 따른 결함 검사장치에 있어서, 광학식 검사장치는, 소정의 패턴에 광선을 조사하여, 소정의 패턴에 의한 광선의 반사광의 스펙트럼을 분석하는 것으로 소정의 패턴의 분석을 실행하는 것이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 기판 상에 형성된 형상의 결함을 양호한 효율로 검출하는 결함 검사방법, 및 결함 검사장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사방법을 도시하는 플로차트이다.
도 2는 기판 상의 분할된 복수개 영역을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시하는 영역의 확대도(그 중 1)이다.
도 4는 도 2에 도시하는 영역의 확대도(그 중 2)이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사장치를 도시하는 모식도이다.
도 6은 광학식 검사방법의 개략을 도시하는 도면이다.
도 7은 전자선식 검사방법의 개략을 도시하는 도면이다.
(부호의 설명)
100 광학식 검사장치 100A 광학식 검사부
100B 제어부 100C 컴퓨터
101 조사 수단 102 검출 수단
103 광선 104 반사광
200 전자선식 검사장치 200A 전자선식 검사부
200B 제어부 200C 신호 처리부
200D 표시부 200E 화상 기억부
200F 패턴 매칭 유닛 200G 기억부
201 진공용기 202 전자 방출부
203 수렴 렌즈 204 주사 코일
205 기판 유지대 206 전자 검출부
207 전원
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사방법에 대하여, 도 1를 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 결함 검사방법의 개요를 도시하는 플로차트이다. 도 1에 도시하는 결함 검사방법은, 기판 상에 형성된 형상(예컨대 패턴 배선, 홀 등)의 결함을 검출하는 방법이다.
도 1에 도시하는 결함 검사방법에서는, 스텝S1에서 광학식의 1차 검사를 실행한다. 다음에, 스텝S2에 있어서 스텝S1에서의 광학식 검사의 결과에 대응하여 전자선을 이용한 2차 검사를 실행한다. 상술한 l차 검사에서는, 결함이 형성되어 있는 확률이 높은 기판 상의 영역을 광학식 검사에 의해서 검출하고, 미세한 결함을 검출하는 것이 가능해지는 전자선에 의한 2차 검사를 실행하는 영역을 신속히 선택하고 있다.
상술한 결함 검사방법에서는, 기판을 분할하도록 형성된 복수개 영역에 대하여, 각각의 영역에 형성된 소정의 패턴을 순차적으로 광학식 방법으로 검사함으로 써, 결함이 발생하고 있을 가능성이 높은 영역을 신속히 선택하고 있다.
즉, 상술한 1차 검사에 있어서는, 원칙적으로 기판 상에 형성된 모든 패턴(형상)을 검사하는 방법(예컨대, 일본 특허 공개 2005-61837호 공보에 기재된 방법)과 다르고, 분할된 영역마다, 해당 영역에 각각 형성된 소정의 패턴을 순차적으로 검사함으로써, 해당 영역에 결함이 형성되어 있을 가능성이 높은지 어떤지를 판단하고 있다. 그 결과, 결함이 형성되어 있을 가능성이 높은 영역을 선택하여, 선택된 영역에 대하여 미세한 결함의 검출이 가능한 전자선을 이용한 2차 검사를 실행하고 있다.
또한, 상술한 1차 검사를 실행하는데 있어서는, 소정의 패턴에 대하여 소정의 광선(예컨대 레이저광 등)을 조사하여, 해당 광선의 소정의 패턴에 의한 반사광의 스펙트럼을 분석함으로써 소정의 패턴의 형상을 분석하는 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 이 분석 방법의 예에 대해서는 후술한다.
이와 같이, 반사광의 분석에 따른 패턴 인식 방법은, 광학 현미경에 의한 패턴 인식 방법(예컨대, 일본 특허 공개 2005-61837호 공보에 기재된 방법)에 비해서, 1차 검사의 효율이 양호해진다는 이점을 갖고 있다.
즉, 반사광의 스펙트럼 분석에 따른 방법에서는, 광학 현미경 등에 의한 패턴 인식 등과 같이 주사하여 결함을 검출하고 있는 것이 아니라, 스포트적으로 소정의 패턴으로 광선을 조사하고, 반사광을 분석하여 결함으로 검출한다. 이 때문에, 반사광의 스펙트럼 분석에 의한 방법에서는, 1차 검사의 효율이 양호하게 되어있다. 또한, 이러한 광선의 조사(반사광의 분석)는, 적어도 분할된 영역의 소정의 패턴이 형성된 부분에서 스포트적으로 순차적으로 실행하면 되기 때문에, 1차 검사를 매우 고속도로 실행하는 것이 가능해진다.
또한, 기판을 분할하여 얻어지는 복수개 영역은, 예컨대 아래와 같이 정하면좋다. 통상, 반도체 장치(반도체 칩)를 제조하는 경우에는, 기판은 다이라고 불리는 매트릭스형상으로 배열된 복수개 영역으로 분할된다. 통상, 반도체 칩을 형성할 때에, 노광기에 의한 노광을 실행할 때의 1단위가 다이라고 칭해진다. 1다이는 1쇼트라고 칭해지는 일도 있다.
그래서, 본 실시예에 따른 결함 검사방법에서는, 1차 검사에서 이용되는 복수의 분할된 영역은, 상술한 다이에 대응하는 영역으로 한다. 이와 같이 하나의 영역이 하나의 다이에 대응하는 영역으로 함으로써 결함 검사를 효율적으로 실행할 수 있다.
반도체 칩을 제조하는 경우의 양품률 저하에는 여러가지 원인이 있다. 패터닝에 해당하는 노광·현상 공정의 격차가 양품률 저하에 크게 영향을 끼치고 있다고 생각된다. 이 경우, 1차 검사를 노광·현상의 경우의 1쇼트인 다이마다 실행하여, 다이마다 결함의 유무의 가능성을 판단함으로써, 노광·현상의 격차에 기인하는 불량을 효율적으로 검출하는 것이 가능해진다.
도 2는, 기판(W)을 복수개 영역(예컨대 다이)(A1)으로 분할한 일례를 도시하는 모식도이다. 도 2에 있어서, 영역(A1)은, 기판(W)상에 매트릭스형상으로 배열된다. 1차 검사는, 영역(A1)의 소정의 패턴에 대하여 스포트적으로 실행되게 된다.
도 3은, 영역(A1)을 모식적으로 도시하는 확대도이다. 도 3은, 하나의 다이(영역(A1))에 하나의 반도체 칩(C1)이 형성되는 경우를 도시하고 있고, 반도체 칩(C1)이 로직계의 반도체 칩이다.
반도체 칩(C1)에는, 논리 회로가 형성된 영역(a1)과, 주변 회로가 형성된 영역(a2), 기억 회로가 형성된 영역(a3) 등이 마련되어 있다. 또한, 반도체 칩(C1)의 주연부에는, 테스트 패턴이 형성된 영역(T)이 형성되어 있다. 테스트 패턴은, 상술한 1차 검사에 있어서의 소정의 패턴에 상당한다. 예컨대, 테스트 패턴에 대하여 광학적검사가 실행됨으로써 영역(A1)에 대하여 전자선에 의한 2차 검사를 할지 안할지의 판단이 이루어진다.
또한, 1차 검사가 실행되는 대상이 되는 패턴(1차 검사가 실행되는 1차 검사 에어리어)과, 전자선에 의한 2차 검사가 실행되는 패턴(2차 검사가 실행되는 2차 검사 에어리어)은, 다르게 설정해도 좋다.
예컨대, 1차 검사에 있어서는, 광학식의 검사에 바람직한 광학검사용의 테스트 패턴을 이용하고, 2차 검사에 있어서는 전자선의 검사에 바람직한 전자선 검사용의 테스트 패턴을 이용하도록, 기판 상에 테스트 패턴을 미리 별개로 형성해 두어도 좋다.
또한, 2차 검사에 있어서는, 테스트 패턴이외의, 예컨대, 영역(a1)∼영역(a3) 중 어느 한 곳에 형성된, 반도체 칩의 디바이스에 이러한 패턴을 이용하여 검사를 실행해도 좋다.
1차 검사에서는, 2차 검사를 실행하는 영역을 선택하기 위해서, 효율을 최우 선시하여 테스트 패턴을 이용하여 신속히 검사를 실행하고, 2차 검사에서는 제품(반도체 칩)의 특성에 따른 디바이스의 패턴(영역(a1)∼영역(a3)을 이용하여, 검사의 정밀도를 우선하여 결함 검출을 실행해도 좋다.
또한, 상술한 1차 검사에서는, 1차 검사에 이용되는 소정의 패턴의 설계상의 형상과, 실제로 1차 검사에 의해 산출되는 형상의 차이에 따라 2차 검사를 실행하는 영역을 선택하면 좋다.
즉, 1차 검사가 실행된 영역에서, 1차 검사에서 산출되는 소정의 패턴의 형상과, 설계상의 소정의 패턴의 형상의 차가 큰 경우에는, 해당 영역에서는 형상의 결함이 형성되어 있을 가능성이 높다고 추찰된다. 그래서, 해당 영역에 대하여 2차 검사를 실행하여, 보다 미세한 결함을 검출하도록 하면 좋다. 또한, 1차 검사가 실행된 영역에서, 1차 검사에서 산출되는 소정의 패턴의 형상과, 설계상의 소정의 패턴의 형상의 차가 작은 경우에는, 해당 영역에서는 형상의 결함이 형성되어 있을 가능성이 낮다고 추찰되기 때문에, 해당 영역에 대한 2차 검사를 생략할 수 있다.
예컨대, 해당 패턴이 선형상의 패턴(패턴 배선)인 경우, 어떤 영역에서 설계상의 선의 폭과, 1차 검사에서 산출된 선의 폭의 차가 소정의 값 이상이 된 경우에는, 해당 영역에서 2차 검사를 실행하도록 하면 된다.
또한, 해당 패턴이 홀(구멍)인 경우에는, 설계상의 홀의 직경과, 1차 검사로 산출된 홀의 직경의 차가 소정의 값 이상이 된 경우에는, 해당 영역에서 2차 검사를 실행하도록 하면 좋다.
또한 상술한 1차 검사에서는, 복수개 영역에 있어서의 각각의 소정의 패턴의 형상의 격차에 따라서, 2차 검사를 실행하는 영역을 선택해도 좋다.
또한, 도 3에 도시하는 경우에 한정되지 않고, 기판(W)상의 분할된 영역(A1)에는 여러가지 패턴이나 여러가지 디바이스가 형성되어 있어도 좋다. 도 4는, 영역(A1)의 별도의 구성예를 도시하는 도이다. 도 4에 나타내는 예에 있어서, 영역(A1)에는, 복수의 메모리계의 반도체 칩(C2)이 형성되어 있다. 또한, 반도체 칩(C2)에는, 메모리 셀(b1)과, 주변 회로(b2)가 형성되어 고 있다. 이와 같이, 1다이(하나의 영역)에 대하여, 복수의 반도체 칩이 형성되는 경우도 있다.
또한, 도 4에 나타내는 예에서는, 1차 검사에 이용하는 소정의 패턴으로서, 상술한 메모리 셀(b1)을 이용해도 좋다.
또한, 도 4에 나타내는 예에 있어서의 1차 검사는, 예컨대 1다이에 대해 1개소로 하여, 복수의 반도체 칩(C2)중 어느 하나의 메모리 셀(b1)에 대하여 실행하도록 하면 된다. 또한, 1다이 내의 각각의 반도체 칩(C2)에 대하여 1차 검사를 실행하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 각각의 반도체 칩(C2)의 메모리 셀(b1)에 대하여 1차 검사를 실행하도록 하면 좋다.
다음에, 상술한 결함 검사방법을 실시하는 결함 검사장치의 구성의 일례에 대하여, 도 5∼도 7을 참조하면서 설명한다.
도 5는, 도 1에서 설명한 결함 검사방법을 실시하는 결함 검사장치의 구성을 모식적으로 나타낸 도이다. 도 5에 나타낸 결함 검사장치(300)는, 광학식 검사장치(100)와, 전자선식 검사장치(200)를 갖는다.
우선, 광학식 검사장치(100)에 대하여 설명한다. 광학식 검사장치(100)는, 광학식 검사부(100A), 제어부(100B), 및 컴퓨터(100C)를 가지고 있다. 광학식 검사부(100A)는, 예컨대 레이저 등의 광선을 기판 상의 소정의 패턴에 조사하여, 해당 광선의 소정의 패턴에 의한 반사광을 분석하여 소정의 패턴의 형상을 인식한다. 광학식 검사부(100A)는, 제어부(100B)를 거쳐서 컴퓨터(100C)에 의해서 동작된다. 또한, 컴퓨터(100C)는, 후술하는 전자선식 검사장치(200)와 공유된다. 상술한 광학식 검사장치(100)에 의해서, 도 1에서 먼저 설명한 바와 같은 1차 검사가 실행되어, 2차 검사를 실행하는 기판 상의 영역이 선택된다.
한편, 전자선식 검사장치(200)는, 기판(패턴)에 전자선의 조사를 실행하는 전자선 검사부(200A), 제어부(200B), 신호 처리부(200C), 표시부(200D), 화상기억부(200E), 패턴 매칭 유닛(200F), 기억부(200G), 및 광학식 검사장치(100)와 공유되는 컴퓨터(100C)를 갖는다.
전자선식 검사부(200A)에서는, 감압공간에서 기판(패턴)에 전자선(1차 전자)이 조사되어, 1차 전자의 조사에 의해서 생성되는 2차전자가 검출된다. 검출된 2차전자의 데이터는, 신호 처리부(200C)에 의해서 처리되어 화상 데이터가 된다. 화상 데이터는 표시부(200D)에 표시된다. 또한, 화상 데이터는 화상 기억부(200E)에 순차적으로 기억된다. 화상 데이터와 비교용 패턴의 패턴 매칭이, 패턴 유닛(200F)에 의해서 실행되어, 결함이 검출된다. 또한, 결함 검출의 데이터는, 필요에 따라서 기억부(200G)에 기억된다.
상술한 바와 같이, 전자선식 검사장치(200)에서는, 전자선을 이용함으로써 광학식의 검사로는 검출하는 것이 곤란한 미세한 패턴의 결함을 검출하는 것이 가능하게 되어 있다.
다음에, 광학식 검사장치(100)와 전자선식 검사장치(200)의 각각의 원리에 대하여, 도면에 근거하여 설명한다.
우선, 상술한 광학식 검사부(100A)가, 소정의 패턴의 형상을 인식하는 원리에 대하여, 도 6을 참조하면서 설명한다. 광학식 검사부(100A)는, 도 6에 도시하는 바와 같이 기판(W)의 소정의 패턴(예컨대 테스트 패턴 등)의 1차 검사 에어리어(A2)에 대하여, 조사 수단(101)에 의해서 레이저 등의 광선(103)을 조사한다.
여기서, 광선(103)은 소정의 패턴에 의해서 반사된다. 반사광(104)은, 검지부(102)에 의해서 검지되어, 예컨대 분광 타원 편광 해석기나 분광 반사계 등의 분광부(도시하지 않음)에 의해서 분광이 실행되어, 스팩트럼 분석이 실행된다. 여기서, 반사광의 스펙트럼의 패턴과, 컴퓨터(100C)에 미리 기억된 복수의 스펙트럼의 패턴(이들을 라이브러리라고 칭하는 일도 있다)을 비교하여, 가장 근사한 스펙트럼을 선택하는 것에 의해, 상술한 소정의 패턴의 프로파일(선폭, 구멍 직경, 높이 등)을 산출할 수 있다.
이러한 광학식의 패턴 인식의 방법(장치)은, 예컨대, 일본 특허 공개2005-61837호 공보, 일본 특허 공개2002-243925호 공보, 일본 특허 공개2005-517903호 공보 등에 기재되어 있다. 상술한 방법에 의하면, 예컨대, 광학 현미경에 의한 패턴 인식 등을 이용한 경우에 비해서, 효율적으로 1차 검사를 실행할 수 있다.
또한, 상술의 방법에 의하면, 패턴의 선폭이나 구멍 직경뿐 만아니라, 예컨 대 형성되는 패턴의 각도나 패턴의 에지에서의 표면 거칠기 등도, 화상 처리 등의 복잡한 처리를 실행하는 일없이 신속히 산출할 수 있다.
즉, 상술한 방법에서는, 광선(103)이 조사된 1차 검사 에어리어(A2)에 있어서의 패턴형상의 전반적인 경향을 신속히 파악하는 것이 가능하기 때문에, 해당 패턴이 형성된 영역에 대하여 2차 검사를 실행할지 어떻할지의 선택을 신속히 실행할 수 있게 된다.
다음에, 전자선식 검사장치(200)에 있어서의 전자선 검사부(200A)의 개요에 대하여, 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 7은, 전자선식 검사부(200A)의 개요를 모식적으로 나타낸 도이다.
도 7에 도시하는 바와 같이 본 실시예에 의한 전자선식 검사부(200A)는, 배기 수단(220)에 의해서 내부가 진공배기되어 감압공간이 되는 진공용기(201)를 가지고 있다. 진공용기(201)의 내부에는, 검사 대상이 되는 기판(W)을 유지하는 기판유지대(205)가 설치되어 있다. 또한, 기판유지대(205)에 대향하도록, 기판(W)에 1차 전자를 조사하는 전자방출부(202)가 설치되어 있다.
또한, 전자방출부(202)와 기판유지대(205)의 사이에는, 방출된 1차 전자(전자선)를 수렴하기 위한 수렴 렌즈(203)와, 1차 전자를 주사하기 위한 주사코일(204), 및 개구(aperture)(221)가 설치되어 있다. 또한, 기판유지대(205)와 주사코일(204)의 사이에는, 1차 전자의 조사에 의해서 생성되는 2차전자를 검출하는 전자 검출부(206)가 설치되어 있다. 전자방출부(202)에는, 전자방출부(202)에 전압를 인가하기 위한 전원(207)이 접속되어 있다.
전자선식 검사부(200A)에서는, 전원(207)으로부터 전자방출부(202)에 소정의 전압이 인가됨으로써, 1차 전자가 기판(W)에 조사된다. 기판(W)상의 패턴에 조사된 1차 전자에 의해서 생성된 2차전자는, 전자 검출부(206)에 의해서 검출되어, 도 5에 나타내는 신호 처리부(200C)에 의해서 처리되어 화상 데이터가 된다.
전자선식 검사부(200A)는, SEM(주사형 전자현미경)식 검사장치라고 칭해지는 일도 있다.
상술한 바와 같이, 전자선을 이용한 결함 검사에서는, 광학식에 비해서 보다 미세한 결함을 검출하는 것이 가능하다. 그러나 한편, 고배율로 검사를 실행하기 위해서, 넓은 면적을 검사하는 경우에는 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.
그래서, 결함 검사장치(300)에서는, 광학식 검사장치(100)에 의해서 1차 검사를 실행하여, 전자선을 이용한 2차 검사를 실시하는 기판 상의 영역을 신속히 선택하고 있다. 이 때문에, 보다 효율적으로 미세한 결함의 검사를 실행할 수 있다.
또한, 결함 검사장치(300)에서는, 먼저 설명한 바와 같이, 기판의 분할된 영역의 일부의 소정 패턴을, 순차적으로 스포트형상으로 검사하기 때문에, 2차 검사가 필요한 결함이 발생하고 있을 가능성이 높은 영역을 신속히 선택할 수 있다.
또한, 상술한 결함 검사방법 및 결함 검사조치는, 반도체칩(반도체 장치)의 제조뿐 만아니라, 예컨대 액정 표시 장치나 플라즈마 디스플레이 등의 표시 장치나, 그 밖의 전자부품의 제조에 대해서도 적용이 가능하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명했으나, 본 발명은 구체적으로 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이, 여러가지 변형·개량이 가능하다.
본 출원은 2006년 8월 11일에 출원된 우선권 주장 출원 2006-220162호에 기초하는 것으로, 그 전체 내용은 여기에 원용된다.
본 발명은, 광학식의 검사와 전자선에 의한 검사를 이용한 결함 검사방법 및 장치에 적용이 가능하다.

Claims (8)

  1. 기판 상에 형성된 형상의 결함을 검사하는 결함 검사방법에 있어서,
    상기 기판 상의 분할된 복수개 영역에 각각 형성되는 소정의 패턴에 대하여 광학식 방법으로 순차적으로 1차 검사를 실행하여, 해당 복수개 영역 중에서 2차 검사를 실행하는 해당 영역을 선택하는 제 1 공정과,
    해당 제 1 공정에서 선택된 상기 영역에 대하여, 전자선을 이용한 상기 2차 검사를 실행하여 결함을 검출하는 제 2 공정
    을 갖고,
    상기 제 1 공정에서, 상기 소정의 패턴에 광선을 조사하고, 상기 소정의 패턴에 의한 상기 광선의 반사광의 스펙트럼을 분석함으로써, 상기 소정의 패턴의 분석을 실행하는 것
    을 특징으로 하는 결함 검사방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역의 각각은, 상기 기판에 반도체 칩을 형성할 때의 하나의 다이에 대응하는 영역인 것을 특징으로 하는 결함 검사방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영역의 각각은, 상기 기판에 반도체 칩을 형성할 때의 하나의 반도체 칩에 대응하는 영역인 것을 특징으로 하는 결함 검사방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 패턴은, 상기 복수개 영역에 각각 형성된 테스트 패턴인 것을 특징으로 하는 결함 검사방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정의 패턴은, 상기 복수개 영역에 각각 형성된 메모리 셀인 것을 특징으로 하는 결함 검사방법.
  6. 삭제
  7. 기판 상에 형성된 형상의 결함을 검사하는 결함 검사장치에 있어서,
    상기 기판 상의 분할된 복수개 영역에 각각 형성되는 소정의 패턴에 대하여, 광학식 방법으로 순차적으로 1차 검사를 실행하여 해당 복수개 영역 중에서 2차 검사를 실행하는 해당 영역을 선택하는 광학식 검사장치와,
    상기 광학식 검사장치에 의해 선택된 상기 영역에 대하여, 전자선을 이용한 상기 2차 검사를 실행하여 결함을 검출하는 전자선식 검사장치
    를 갖고,
    상기 광학식 검사장치는, 상기 소정의 패턴에 광선을 조사하여, 상기 소정의 패턴에 의한 상기 광선의 반사광의 스펙트럼을 분석함으로써 상기 소정의 패턴의 분석을 실행하는 것
    을 특징으로 하는 결함 검사장치.
  8. 삭제
KR1020097002675A 2006-08-11 2007-08-07 결함 검사방법 및 결함 검사장치 KR101046799B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-220162 2006-08-11
JP2006220162A JP5022648B2 (ja) 2006-08-11 2006-08-11 欠陥検査方法および欠陥検査装置
PCT/JP2007/065451 WO2008018463A1 (en) 2006-08-11 2007-08-07 Defect inspecting method and defect inspecting apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090033892A KR20090033892A (ko) 2009-04-06
KR101046799B1 true KR101046799B1 (ko) 2011-07-05

Family

ID=39032993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097002675A KR101046799B1 (ko) 2006-08-11 2007-08-07 결함 검사방법 및 결함 검사장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8040504B2 (ko)
JP (1) JP5022648B2 (ko)
KR (1) KR101046799B1 (ko)
CN (1) CN101341589B (ko)
TW (1) TWI404155B (ko)
WO (1) WO2008018463A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5086970B2 (ja) * 2008-11-05 2012-11-28 パナソニック株式会社 木材の外観検査装置、木材の外観検査方法
JP2010112833A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Hitachi High-Technologies Corp 電子線式基板検査装置
KR101955466B1 (ko) * 2010-10-26 2019-03-12 삼성디스플레이 주식회사 실링 검사 장치 및 이를 이용한 평판 표시 장치의 실링 검사 방법
US10151986B2 (en) 2014-07-07 2018-12-11 Kla-Tencor Corporation Signal response metrology based on measurements of proxy structures
JP6685301B2 (ja) * 2014-11-19 2020-04-22 デカ テクノロジーズ インコーポレイテッド ユニット固有パターニングの自動光学検査
JP6521735B2 (ja) * 2015-05-20 2019-05-29 Juki株式会社 検査装置、検査方法及び検査装置で用いられるプログラム
US10042974B2 (en) * 2016-05-30 2018-08-07 Camtek Ltd. Inspecting a wafer using image and design information
KR20180079157A (ko) * 2016-12-29 2018-07-10 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
KR102409943B1 (ko) * 2017-11-29 2022-06-16 삼성전자주식회사 결함 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005061837A (ja) * 2003-08-11 2005-03-10 Jeol Ltd 走査型荷電粒子ビーム装置を用いた欠陥検査方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4206192B2 (ja) * 2000-11-09 2009-01-07 株式会社日立製作所 パターン検査方法及び装置
US6252412B1 (en) * 1999-01-08 2001-06-26 Schlumberger Technologies, Inc. Method of detecting defects in patterned substrates
JP4677701B2 (ja) * 2001-09-28 2011-04-27 株式会社日立製作所 パターン検査方法及び検査結果確認装置
WO2002037526A1 (fr) * 2000-11-02 2002-05-10 Ebara Corporation Appareil a faisceau electronique et procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteur comprenant ledit appareil
JP3817464B2 (ja) * 2001-11-13 2006-09-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 微細パターンの３次元形状測定システム、及び３次元形状測定方法
CN1518085B (zh) * 2003-01-15 2010-05-12 内格夫技术有限公司 用于快速在线电光检测晶片缺陷的方法和系统
JP4078257B2 (ja) * 2003-06-27 2008-04-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料寸法測定方法及び荷電粒子線装置
JP4564728B2 (ja) * 2003-07-25 2010-10-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ 回路パターンの検査装置
KR101346492B1 (ko) * 2003-10-27 2013-12-31 가부시키가이샤 니콘 패턴 검사장치 및 패턴 검사방법
JP4283201B2 (ja) * 2004-10-14 2009-06-24 株式会社荏原製作所 情報記録媒体検査装置および方法
JP4979246B2 (ja) 2006-03-03 2012-07-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥観察方法および装置
JP5283830B2 (ja) * 2006-06-13 2013-09-04 富士通セミコンダクター株式会社 欠陥検査方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005061837A (ja) * 2003-08-11 2005-03-10 Jeol Ltd 走査型荷電粒子ビーム装置を用いた欠陥検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101341589A (zh) 2009-01-07
TWI404155B (zh) 2013-08-01
JP5022648B2 (ja) 2012-09-12
JP2008047635A (ja) 2008-02-28
CN101341589B (zh) 2012-05-30
US20100245812A1 (en) 2010-09-30
US8040504B2 (en) 2011-10-18
TW200816343A (en) 2008-04-01
WO2008018463A1 (en) 2008-02-14
KR20090033892A (ko) 2009-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101046799B1 (ko) 결함 검사방법 및 결함 검사장치
US7952699B2 (en) Apparatus of inspecting defect in semiconductor and method of the same
US7884948B2 (en) Surface inspection tool and surface inspection method
KR20110133357A (ko) 웨이퍼 검사 방법 및 웨이퍼 검사 시스템
JP2001004347A (ja) 欠陥検査装置
TWI829958B (zh) 用於檢驗半導體裝置之系統及方法
CN113632136B (zh) 用于半导体应用的参考图像产生
JP4287863B2 (ja) レビューｓｅｍ
JP7385054B2 (ja) 半導体検査装置および半導体試料の検査方法
KR20220156596A (ko) 검사 도구를 사용한 시편에 대한 계측-유사 정보 결정
JP4745380B2 (ja) レビューｓｅｍ
US20110248006A1 (en) APPARATUS AND METHOD of MANUFACTURING SPECIMEN
CN115066604A (zh) 在样本上的阵列区域中检测缺陷
KR20080087427A (ko) 반도체 장치의 결함 검사 방법
JP2002092595A (ja) パターン検査方法および装置
JPH0536795A (ja) 欠陥検査装置
JP2002092594A (ja) パターン検査方法および装置
KR20060081933A (ko) 반도체 장치의 패턴 검사 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140603

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150601

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee